2020年高考化学一轮复习课件：模块5 第十一单元 第2节 分子结构与性质 .ppt

第2节,分子结构与性质,考纲点击：1.了解共价键的形成、极性、类型(键和键)。 了解配位键的含义。2.能用键能、键长、键角等说明简单分子 的某些性质。3.了解杂化轨道理论及简单的杂化轨道类型(sp、 sp2、sp3)。4.能用价层电子对互斥理论或者杂化轨道理论推测简 单分子或者离子的空间结构。5.了解范德华力的含义及对物质 性质的影响。6.了解氢键的含义，能列举存在氢键的物质，并 能解释氢键对物质性质的影响。,回归教材,一、共价键,共用电子对,方向,饱和,1.本质：两原子之间形成_。 2.特征：具有_性和_性。,3.共价键类型,大,非极性键,双,特别提醒,只有两原子的电负性相差不大时，才能通过共用电子对 形成共价键，当两原子的电负性相差很大(大于1.7)时，不会形 成共用电子对，这时形成离子键。,同种元素原子间形成的共价键为非极性键，不同种元素,原子间形成的共价键为极性键。,4.键参数,键能,1 mol 化学键,键长,(1)定义,(2)键参数对分子性质的影响,核间距,键角,键能越_，键长越_，化学键越牢固，分子越稳,定。,大,短,5.等电子原理,特别提醒,常见的等电子体,原子总数,价电子总数,相似,_相同、_相同的分子(即等电子体)具有 相似的化学键特征，它们的许多性质_，如 CO 和_。,N2,二、分子的立体构型 1.价层电子对互斥理论 (1)理论要点,价层电子对在空间上彼此相距最远时，排斥力最小，体,系的能量最低。,孤电子对的排斥力较大，孤电子对越多，排斥力越强，,键角越小。,(2)判断分子中的中心原子上的价层电子对数的方法,其中：a 是中心原子的价电子数(阳离子要减去电荷数、阴 离子要加上电荷数)，x 是与中心原子结合的原子数，b 是与中 心原子结合的原子最多能接受的电子数，氢为 1，其他原子等 于“8该原子的价电子数”。,(3)价层电子对互斥模型与分子立体构型的关系,直线,平面三角,V,正四面体,三角锥,V,特别提醒价层电子对互斥理论说明的是价层电子对的立 体构型，而分子的立体构型指的是成键电子对的立体构型，不 包括孤电子对。,(1)当中心原子无孤电子对时，两者的构型一致。 (2)当中心原子有孤电子对时，两者的构型不一致。 2.杂化轨道理论,(1)当原子成键时，原子的价电子轨道相互混杂，混杂时保 持轨道总数不变，得到能量相同的杂化轨道。杂化轨道数不同， 轨道间的夹角不同，形成分子的空间结构不同。,1 个 s 轨道,1 个 p 轨道,180°,直线,HCCH,1个s 轨道,2个p 轨道,120°,平面,BF3,HCHO,1个s 轨道,3个p 轨道,面体,三角,CH4,CCl4,正四,(2)由杂化轨道数判断中心原子的杂化类型,杂化轨道用来形成键和容纳孤电子对，所以有： 杂化轨道数中心原子的孤电子对数中心原子的键个数。,sp,sp2,sp2,(3)中心原子杂化类型和分子构型的相互判断,V,平面三角,三角锥,3.配位键和配合物 (1)配位键 由一个原子提供一对电子与另一个接受电子的原子形成的,_。,共价键,提供,接受,(2)配位键的表示方法 如 ： AB ， A 表 示 _ 孤电子对的原子 ， B表示 _共用电子对的原子。 (3)配位化合物 定义：金属离子(或原子)与某些分子或离子(称为配体) 以配位键结合形成的化合物。,组成,如Cu(NH3)4SO4： 形成条件,中心原子,配位原子,配体,配位数,三、分子间作用力与分子的性质 1.分子间作用力,(1)概念,普遍,范德华力,氢键,物质分子之间_存在的相互作用力，称为分子间作 用力。 (2)分类 分子间作用力最常见的是_和_。 (3)强弱 范德华力_氢键_化学键(填“”)。,(4)范德华力,组成和结构,相对分子质量,范德华力主要影响物质的熔点、沸点、硬度等物理性质。 范德华力越强，物质的熔点、沸点越高，硬度越大。一般来说， _相似的物质，随着_的增加，范德华,力逐渐_。,增大,(5)氢键 形成：已经与_的原子形成共价键的氢原子 (该氢原子几乎为裸露的质子)与另一个分子中_的原,子之间的作用力，称为氢键。,电负性很大,电负性很大,方向,饱和,分子内,分子间,升高,表示方法：AHB。 特征：具有一定的_性和_性。 分类：氢键包括_氢键和_氢键两种。 分子间氢键对物质性质的影响：主要表现为使物质的熔、 沸点_，对电离和溶解度等产生影响。,2.分子的性质,重合,不重合,非极性键或极性键,(1)分子的极性,非极性键或极性键,对称,不对称,(2)分子的溶解性,非极性,极性溶剂,增大,“相似相溶”的规律：非极性溶质一般能溶于_ 溶剂，极性溶质一般能溶于_。若溶剂和溶质分子之 间可以形成氢键，则溶质的溶解度_。,向R偏移，在水分子的作用下越易电离出H+，酸性越强。如酸,随着溶质分子中憎水基的增大，溶质在水中的溶解度减 小。如甲醇、乙醇和水可以任意比互溶，而戊醇在水中的溶解 度明显减小。,(3)无机含氧酸分子的酸性,无机含氧酸的通式可写成(HO)mROn ，如果成酸元素 R 相 同，则 n 值越大，R 的正电性越高，使 ROH 中 O 的电子,性：HClOHClO2HClO3HClO4。,基础测评,1.下列物质的分子中既有键，又有键的是(,)。,HCl,H2O O2,H2O2,C2H4,C2H2,B. D.,A. C. 答案：D,)。,2.下列粒子属于等电子体的是( B.NO 和 O2 C.NO2 和 O3 D.HCl 和 H2O 答案：A,3.氮的最高价氧化物为无色晶体，它由两种离子构成，已 知其阴离子构型为平面三角形，则其阳离子的构型和阳离子中,氮的杂化方式为(,)。,A.直线形,sp 杂化,B.V 形,sp2 杂化,C.三角锥形,sp3 杂化,D.平面三角形,sp2 杂化,4.下列事实与氢键有关的是(,)。,A.水加热到很高的温度都难以分解 B.水结成冰体积膨胀，密度变小 C.CH4、SiH4、GeH4、SnH4 熔点随着相对分子质量的增加 而升高 D.HF、HCl、HBr、HI 的热稳定性依次减弱,解析：氢键是一种特殊的分子间作用力，非化学键，只影 响物质的物理性质，不影响化学性质。水的分解破坏的是化学 键，不是氢键，A 错误；氢键具有方向性，氢键的存在迫使四 面体中心的每个水分子与四面体顶角方向的 4 个相邻水分子相 互吸引，这一排列使冰晶体中的水分子的空间利用率不高，留 有相当大的空隙，所以水结成冰时，体积增大，密度减小，B 正确；CH4、SiH4、GeH4、SnH4 都是分子晶体，故相对分子质 量越大，溶沸点越高，与氢键无关，C 错误；HF、HCl、HBr、 HI 的热稳定性与 F、Cl、Br、I 的非金属性有关，非金属性越强， 其氢化物越稳定，与氢键无关，D 错误。,答案：B,5.已知 H 和 O 可以形成 H2O 和 H2O2 两种化合物，试根据,有关信息完成下列问题：,(1)水是维持生命活动所必需的一种物质。 1 mol 冰中有_ mol 氢键。,用球棍模型表示的水分子结构是_。,(2)已知 H2O2 分子的结构如图所示：H2O2 分子不是直线形， 两个氢原子犹如在半展开的书的两面上，两个氧原子在书脊位 置上，书页夹角为93°52，而两个 OH 键与 OO 键的夹角 均为 96°52。,试回答：,H2O2 分子的电子式是_，结构式是,_。,H2O2 分子是含有_ 键和_键的_(填,“极性”或“非极性”)分子。,H2O2 难溶于 CS2，简要说明理由：_ _。 含 17 g H2O2 的双氧水完全分解可得到标准状况下气体,的体积为_ L。,0.5mol，根据2H2O2=2H2OO2，0.5 mol H2O分解可得,解析：(1)在冰中，每个水分子与周围的 4 个水分子形成 4 个氢键，按“均摊法”计算，相当于每个水分子有 2 个氢键； 水分子为 V 形结构。(2)由 H2O2 的空间构型图可知，H2O2 是极 性分子，分子内既有极性键，又有非极性键，而 CS2 为非极性 分子，根据“相似相溶”规律，H2O2 难溶于 CS2。17 g H2O2 为,MnO2,到标准状况下 5.6 L 氧气。,答案：(1)2,B,(2),HOOH,极性,非极性,极性,因 H2O2 为极性分子，而 CS2 为非极性溶剂，根据“相似相溶” 规律，H2O2 难溶于 CS2 5.6,考点一 考向1,共价键 共价键类型的判断,典例1(2015 年安徽卷)碳酸亚乙烯酯是锂离子电池低温电 解液的重要添加剂，其结构如图所示。下列有关该物质的说法,正确的是(,)。,A.分子式为 C3H2O3 B.分子中含 6 个键 C.分子中只有极性键 D.8.6 g 该物质完全燃烧得到 6.72 L CO2,解析：A 项，由图示可知，该物质的分子式为C3H2O3，正 确；B 项，分子中碳碳双键和碳氧双键中各有 1 个键，碳氧单 键全部是键(4个)，碳氢键也是键(2个)，共有8 个键，错误； C 项，分子中的碳氧键、碳氢键都是极性键，而碳碳键是非极 性键，错误；D 项，8.6 g 该物质的物质的量为 0.1 mol，完全燃 烧后得到 0.3 mol CO2，只有在标准状况下 0.3 mol CO2 的体积 才是 6.72 L，错误。,答案：A,方法技巧,判断共价键类型的方法,1.键与键的判断 (1)由轨道重叠方式判断 “头碰头”重叠为键，“肩并肩”重叠为键。 (2)由物质的结构式判断 通过物质的结构式可以快速有效地判断共价键的种类及数 目。共价单键全为键，双键中有一个键和一个键，三键 中有一个键和两个键。,(3)由成键轨道类型判断,s 轨道形成的共价键全部是键；杂化轨道形成的共价键全,部为键。,2.极性键与非极性键的判断,看形成共价键的两原子，不同种元素的原子之间形成的是 极性共价键，同种元素的原子之间形成的是非极性共价键。,考向2,键参数的判断与应用,典例2(2018年山东烟台月考)结合事实判断 CO 和 N2 相 对更活泼的是_，试用下表中的键能数据解释其相对更 活泼的原因：_。,解析：由断开CO分子 的第 一 个 化 学 键 所 需 要 的 能 量 (1071.9798.9273.0 kJ·mol1)比断开 N2 分子的第一个化学键 所需要的能量(941.7418.4523.3 kJ·mol1)小，可知 CO 相对 更活泼。,答案：CO,断开 CO 分子的第一个化学键所需要的能量,(273.0 kJ·mol1)比断开 N2 分子的第一个化学键所需要的能量 (523.3 kJ·mol1)小,方法技巧,分子的空间构型与键参数,键长、键能决定了共价键的强度。键长、键角决定了分子 的空间构型。一般来说，知道了多原子分子中的键角和键长等 数据，就可确定该分子的空间几何构型。,考向3,配位键、配合物理论,典例3向盛有硫酸铜溶液的试管中滴加氨水，先生成难溶物，继续滴加氨水，难溶物溶解，得到深蓝色透明溶液。下列对此现象的说法正确的是( )。 A.反应后溶液中不存在任何沉淀，所以反应前后Cu2的浓度不变 B.沉淀溶解后，生成深蓝色的配离子Cu(NH3)42 C.配位化合物中只有配位键 D.在Cu(NH3)42配离子中，Cu2给出孤电子对，NH3提供空轨道,2NH4，Cu(OH)24NH3=Cu(NH3)422OH，深蓝色是由,解析：发生的反应为 Cu22NH3·H2O=Cu(OH)2,于存在Cu(NH3)42，A 错误，B 正确；配位化合物中一定含有 配位键，但也含有其他化学键，如离子键，C 错误；Cu2具有 空轨道，NH3 具有孤电子对，D 错误。,答案：B,考向4,等电子原理应用,典例4(1)(2016 年江苏卷)与 H2O 分子互为等电子体的阴 离子为_。 (2)根据等电子原理写出下列分子或离子的立体构型。,N2O：_；H3O：_；H2S：,方法技巧,等电子体及其应用,根据已知的一些分子结构推测另一些与它等电子的微粒的 立体结构，并推测其物理性质。,【拓展演练】 1.(1)(2018年新课标卷)LiAlH4 中，存在_(填标号)。,A.离子键,B.键,C.键,D.氢键,(2)(2018 年新课标卷)气态三氧化硫以单分子形式存在， 其中共价键的类型有_种。 (3)(2018 年新课标卷)ZnF2 具有较高的熔点(872 )，其化 学键类型是_；ZnF2 不溶于有机溶剂而 ZnCl2、ZnBr2、 ZnI2 能够溶于乙醇、乙醚等有机溶剂，原因是_ _。,解析：(3)根据氟化锌的熔点可以判断其为离子化合物，所 以一定存在离子键。作为离子化合物，氟化锌在有机溶剂中应 该不溶，而氯化锌、溴化锌和碘化锌都是共价化合物，分子的 极性较小，能够溶于乙醇等弱极性有机溶剂。 答案：(1)AB (2)2,(3)离子键,ZnF2 为离子化合物，ZnCl2、ZnBr2、ZnI2 的化,学键以共价键为主，极性较小,元素组成的物质中，与NO2互为等电子体的分子有_、,2.1919 年，Langmuir 提出等电子原理：原子数相同、电子 总数相同的分子，互称为等电子体。等电子体的结构相似、物 理性质相近。,(1)根据上述原理，仅由第二周期元素组成的共价分子中， 互为等电子体的是_和_；_和_。 (2)此后，等电子原理又有所发展。例如，由短周期元素组 成的微粒，只要其原子数相同，各原子最外层电子数之和相同， 也可互称为等电子体，它们也具有相似的结构特征。在短周期,_。,解析：(1)仅由第二周期元素组成的共价分子中，即 C、N、 O、F 组成的共价分子，如 N2 与 CO 电子总数均为 14 个，N2O 与 CO2 电子总数均为 22 个。(2)依题意，只要原子数相同，各 原子最外层电子数之和相同，即可互称为等电子体，NO2 为三 原子分子，各原子最外层电子数之和为 56×2118，SO2、 O3 也为三原子分子，各原子最外层电子数之和为 6×318。,答案：(1)N2 CO,N2O,CO2 (2)SO2,O3,考点二 考向1,分子的立体构型 价层电子对互斥理论及其应用, 典例5(2018 年河北衡水模拟) 用价层电子对互斥理论 (VSEPR)可以预测许多分子或离子的空间构型，有时也能用来,推测键角大小，下列判断正确的是(,)。,A.SO2、CS2、HI 都是直线形的分子 B.BF3 键角为 120°，SnBr2 键角大于 120° C.CH2O、BF3、SO3 都是平面三角形的分子 D.PCl3、NH3、PCl5 都是三角锥形的分子,解析：A 项，SO2 是 V 形分子，CS2、HI 是直线形的分子， 错误；B 项，BF3 键角为 120°，是平面三角形结构，而 Sn 原子 价电子是 4，在 SnBr2 中两个价电子与 Br 形成共价键，还有一 对孤电子对，对成键电子对有排斥作用，使其键角小于 120°， 错误；C 项，CH2O、BF3、SO3 都是平面三角形的分子，正确； D 项，PCl3、NH3 都是三角锥形的分子，而 PCl5 是三角双锥形 分子，错误。,答案：C,方法技巧,用价层电子对互斥理论推测分子或离子的立,体构型的思维程序,考向2,分子的立体构型及中心原子杂化类型的判断,典例6下列说法中正确的是(,)。,A.PCl3 分子是三角锥形，这是因为 P 原子是以 sp2 杂化的 B.sp3 杂化轨道是由任意的 1 个 s 轨道和 3 个 p 轨道混合形 成的四个 sp3 杂化轨道 C.凡中心原子采取 sp3 杂化的分子，其 VSEPR 模型都是四 面体 D.AB3 型的分子立体构型必为平面三角形,解析：A 项，PCl3 分子的中心原子 P 含有 3 个成键电子对 和 1 个孤电子对，为 sp3 杂化，立体构型为三角锥形，错误；B 项，能量相近的 s 轨道和 p 轨道才能形成杂化轨道，错误；C 项，凡中心原子采取 sp3 杂化的分子，其 VSEPR 模型都是四面 体，而分子的立体构型还与含有的孤电子对数有关，正确；D 项，AB3 型的分子立体构型与中心原子的孤电子对数也有关， 如 BF3 中 B 原子没有孤电子对，为平面三角形，NH3 中 N 原子 有 1 个孤电子对，为三角锥形，错误。,答案：C,方法技巧,“五”方法判断分子中心原子的杂化类型,(1)根据杂化轨道的空间分布构型判断,若杂化轨道在空间的分布为正四面体形或三角锥形，则,分子的中心原子发生sp3 杂化。,若杂化轨道在空间的分布呈平面三角形，则分子的中心,原子发生sp2 杂化。,若杂化轨道在空间的分布呈直线形，则分子的中心原子发生sp杂化。,【拓展演练】,3.(1)(2018 年新课标卷节选)LiAlH4 是有机合成中常用的 还原剂，LiAlH4 中的阴离子空间构型是_，中心原子的杂 化形式为_。,(2)(2018 年新课标卷节选) 根据价层电子对互斥理论， H2S、SO2、SO3 的气态分子中，中心原子价层电子对数不同于 其他分子的是_。,(3)(2018 年新课标卷节选)中华本草等中医典籍中， 记载了炉甘石(ZnCO3)入药，可用于治疗皮肤炎症或表面创伤。 ZnCO3 中，阴离子空间构型为_， C 原子的杂化形式_。,成键电子对数为 3，价层电子对数为 3，VSEPR 模型为平面三 角形。,答案：(1)正四面体,sp3 杂化,(2)H2S,(3)平面三角形,sp2 杂化,(4)sp3 杂化,平面三角形,形，由于N原子上没有孤电子对，NO的空间构型为平面三角,3,请回答下列问题：,(1)上述化学方程式中涉及的 N、O、P 元素的电负性由小,到大的顺序是_。,(2)基态 S 原子的价电子排布式为_。,(3)(NH4)2SO4 中含有化学键的类型为_。,为正四面体。(5)CN中C、N原子之间存在CN键，1个CN 中存在1个键、2个键，故1 mol CN含有2 mol 键。 Cu(CN)42中Cu2为中心离子，CN为配体，Cu2与CN之 间以配位键结合，即每个CN与Cu2间有1个键，故1 mol Cu(CN)42含有8 mol 键。 答案：(1)PNO (2)3s23p4 (3)离子键、共价键 (4)正四面体 sp3杂化 (5)2NA 8NA,浊液。下列关于 S2Cl2 的说法错误的是(,考点三 考向1,分子间作用力与分子的性质 共价键的极性与分子极性的判断,典例7常温下，S2Cl2 是橙黄色液体，其分子结构如图所 示。少量泄漏会产生窒息性气味，遇水易水解，并产生酸性悬,)。,. .,A.为非极性分子,B.分子中既含有极性键又含有非极性键,C.与 S2Br2 结构相似，熔、沸点：S2Br2S2Cl2,D. 与水反应的化学方程式可能为 2S2Cl2 2H2O=SO2,3S4HCl,解析：该分子中，电荷的分布是不均匀的，不对称的，所 以是极性分子，A 错误；S2Br2 与 S2Cl2 均属于分子晶体，分子 晶体中，相对分子质量越大则熔、沸点越高，所以熔、沸点： S2Br2S2Cl2，C 正确；S2Cl2 遇水易水解，并产生酸性悬浊液， 说明有不溶于水的物质生成，且有溶于水呈酸性的物质生成， 根据反应前后元素守恒知，生成不溶于水的物质是 S 单质，同 时生成二氧化硫和氯化氢，所以 S2Cl2 与水反应的化学方程式为 2S2Cl22H2O=SO23S4HCl，D 正确。,答案：A,方法技巧 判断分子极性的思维程序及方法 1.思维程序,2.分子极性的判断方法 (1)分子的极性由共价键的极性和分子的立体构型两方面 共同决定,极性键,极性分子,极性键或非极性键,非极性分子,(2)判断ABn 型分子极性的经验规律 若中心原子 A 的化合价的绝对值等于该元素所在的主族序 数，则为非极性分子，若不等则为极性分子。,考向2,分子间作用力对物质性质的影响,典例8(2018 年河南三门峡模拟)(1)H2O 在乙醇中的溶解度 大于 H2S，其原因是_。,(2)关于化合物,，下列叙述正确的是,_(填字母)。 A.分子间可形成氢键 B.分子中既有极性键又有非极性键 C.分子中有 7 个键和 1 个键 D.该分子在水中的溶解度大于 2-丁烯,(3)已知苯酚(,)具有弱酸性，其 K1.1×1010；,水杨酸第一级电离形成的离子,能形成分子内氢键，,据此判断，相同温度下电离平衡常数 K2( 水杨酸)_K( 苯 酚)(填“”或“”)，其原因是_。 (4)化合物 NH3 的沸点比化合物 CH4 的高，其主要原因是 _。,(5)H2O 分子内的 OH 键、分子间的范德华力和氢键从强,到弱依次为_。,的沸点比,高，原因是_ _。 解析：(2)题给化合物分子中没有 OH 键，不能形成分子,间氢键，A 错误；,是非极性键，CH、C=O 是极性,键，B正确；单键含有一个键，双键含有一个键和一个键，,所以该有机物中，键数目为 9，键数目为 3，C 错误；醛的溶 解度大于烯烃，所以该分子在水中的溶解度大于 2-丁烯，D 正,确。(3)氧的电负性较大，则,中形成分子内氢键，,即 OHO(或COO中双键氧与羟基氢之间形成氢键)，其 大小介于化学键和范德华力之间，使其更难电离出 H，则水杨 酸第二步电离常数小于苯酚的电离常数。(4)分子间氢键能使分 子间作用力增大，使物质的熔、沸点升高。(5)氢键弱于共价键 而强于范德华力。前者形成分子间氢键，后者形成分子内氢键， 故前者沸点高。,答案：(1)水分子与乙醇分子之间能形成氢键 (2)BD,(3),能形成分子内氢键，使其更难电离出 H,(4)NH3 分子间能形成氢键,(5)OH 键 氢键 范德华力,形成分子内氢,形成分子间氢键，分子间氢键使分子间,键，而 作用力增大，沸点升高,【拓展演练】 5.若不断地升高温度，实现“雪花水水蒸气氧气和 氢气”的变化。在变化的各阶段被破坏的粒子间的主要相互作,用依次是(,)。,A.氢键、分子间作用力、极性键 B.氢键、氢键、非极性键 C.氢键、极性键、分子间作用力 D.分子间作用力、氢键、非极性键,答案：A,6.(1)(2018 年新课标卷节选)硫及其化合物有许多用途，,相关物质的物理常数如下表所示：,图 1 为 S8 的结构，其熔点和沸点要比二氧化硫的熔点和沸 点高很多，主要原因为_。,图 1,(2)(2018 年湖北黄冈中学二模)一定条件下，CH4、CO2 都 能与 H2O 形成笼状结构(如图 2 所示)的水合物晶体，其相关参 数见下表。CH4 与 H2O 形成的水合物晶体俗称“可燃冰”。,图 2,“可燃冰”中分子间存在的 2 种作用力是_,_。,解析：(1)S8、二氧化硫形成的晶体均是分子晶体，由于 S8 相对分子质量大，分子间作用力强，所以其熔点和沸点要比二 氧化硫的熔点和沸点高很多。(2)CH4 与 H2O 形成的水合物俗称 “可燃冰”，分子晶体中分子间作用力是范德华力，水分子之 间还存在氢键。,答案：(1)S8 相对分子质量大，分子间作用力强 (2)氢键、范德华力,